Concept de vulnérabilité appliqué à l'évaluation des risques générés par les phénomènes de ...

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by  Frédéric Leone

Concept de vulnérabilité appliqué à l’évaluation des
risques générés par les phénomènes de mouvements de
terrain
Frédéric Leone
To cite this version:
FrédéricLeone. Conceptdevulnérabilitéappliquéàl’évaluationdesrisquesgénérésparlesphénomènes
demouvementsdeterrain. EnvironnementetSociété. UniversitédeGrenoble, 1996. Français. ￿NNT:
￿. ￿tel-00721876￿
HAL Id: tel-00721876
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THESE

présentée par
Frédéric LEONE

pour obtenir le titre de
DOCTEUR DE L'UNIVERSITE JOSEPH FOURIER
GRENOBLE I
SCIENCES, TECHNIQUES ET MEDECINE

(Arrêtés ministériels du 5 juillet 1984 et du 30 mars 1992)

Spécialité : Géographie
(Risques Naturels)

_________________________________________________________________________________

CONCEPT DE VULNERABILITE APPLIQUE A L'EVALUATION
DES RISQUES GENERES PAR LES PHENOMENES
DE MOUVEMENTS DE TERRAIN

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janvier 1996

Soutenue publiquement le 03/01/1996 devant le jury composé de :

Mr J.P. Asté (professeur associé à l'Université Joseph Fourier, Grenoble I) Président
Mr O. Dollfus (professeur à l'Université de Paris VII) Rapporteur
Mr J.C. Flageollet (professeur à l'Université Louis Pasteur, Strasbourg I) Rapporteur
Mr A. Morel (professeur à l'Université Joseph Fourier, Grenoble I) Examinateur
Mr P. Mouroux (chargé de recherches au BRGM de Marseille) Examinateur
Mr E. Leroi (chargé de recherches au BRGM de Marseille) Examinateur

Thèse préparée au sein du Laboratoire de la Montagne Alpine (LAMA, URA 344 du CNRS, Grenoble),
de l'Institut de Géographie Alpine (Université Joseph Fourier, Grenoble I) et de la Direction de la Recherche du
Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM, Projet Risques Naturels, Marseille)
-
RENTERCIEMENTS
REMERCIEMENTS
Je tiens à remercier le Bureau de RecherchesG éologiques et Minières (BRGM) qui a financé
ce ûavail dans le cadre de son Projet de Recherche sur les Risques Naturels ainsi que toutes les
personnes qui de près ou de loin ont contribué à son élaboration dwant ces frois années. Ces
remerciements s'adressente n particulier à Jean Pierre Asté qui aplacé sa confiance en moi pour mener
à bien ces recherches dont il est I'initiateur. Il a su m'apporter un soutien moral et scientifique
permanent. Je remercie également toute l'équipe du BRGM de Marseille et en particulier Eric Leroi et
Pierre Mouroux qui ont accordé une attention particulière à ce travail. Ma reconnaissance s'adresse
égalementà Alain Morel pour I'intérêt qu'il a pu porter à mes recherches.
Ce travail m'ayant conduit en Equateur, je tiens à remercier l'équipe de I'ORSTOM de Quito pour son
soutien logistique et en particulier Eric Cadier et sa famille ainsi quEmmanuel et Sophie Gautier qui
ont facilité mes recherches tout en me faisant découwir ce beau pays. Merci aussi à la société JPA
Consultants qui a mis gracieusement à note disposition ses outils de taiternent des données
numériques ainsi qu'au CIFEG pour sa participation financière.
L'aute terrain d'études ayant été le Diois, je remercie le lieutenant des sapeursp ompiers Christian Rey
qui m'a assistét out au long de mes recherchesl ocales et qui a su me faire profiter de sa connaissance
parfaite de cette région qui m'est pourtant familière. Merci aussi à Olivier Cuzin, étudiant de maîtrise à
I'IGA avec qui j'ai mené ces investigations drômoises, à Mr Pinard de la direction de la sécurité civile
"Avenir
qui a facilité I'accès à certains dossiers, à Mr Talon de la DDE de Die et à I'association de
Boulc" pour leur aimable collaboration.
Mes remerciements s'adressent également à tout le personnel de I'Institut de Géographie Alpine de
Grenoble et en particulier à Huguette Vivian, Georges Rover4 Michel Marin, Annie-Pierre Mesclon et
Anne Pierson.
Je ne peu(clore ce chapitre sans remercier mes nombreux amis grenoblois et en particulier mes deux
compères, Lahcen et Elkin.
Enfin, merci encore à Gini, la plus fidèle des compagnes.
- J -
-
SOMMAIRE
SOMÙIAIRE
TNTRODUCTTGOENN 8MLE.............. .............7
CHAPITRE I - CONCEPTS ET REALITES DU RISQUE GENERE PAR LES
MO(IVEMENTSD E TERMIN ........9
1.I ntoduction............... ..............9
Z.Etatd esc onceptpsr opresa uxa nalysedse r isque ........1. 0
3. Réalitésd u risquem ouvementdse t errain.. ....................32
4. Conclusiodnu p remierc hapitre...... ..........5..3
CHAPITREII - ANALYSEDSE CAS..... .............55
l. Infroduction............... ..............55
2. La catastrophed e la Josefina( Equateur,p rintemps1 993) : un évenemenct onvulsifa ux
effetsin duitsd évastateurs................. ..............56
3. Les événementsd u Diois (Drôme, France,J anvier 1994) : desp hénomèneds ispersés
maisa uxe ffetsc umulables........... "..................78
4. Le glissementd e terrain de la Salle-en-Beaumon(Its ère, France) : une catasûophea u
retentissemennatt ional .............1..1. 3
5. Conclusiodnu secondch apitre ................1..1.7.
CHAPITRE III - L'EVALUATION DE LA VULNEMBILITE AUX MOUVEMENTSD E
TERMIN.. ...............1.1..9...
1.I ntroduction............... ...........1..1.9
2. La quantificatodne l a vulnerabilit.é.. ......... ..................I24
3. Méthodologide' évaluatiodne la r,ulnérabiliteét du risque .............1..4 8
4. Conclusiodnu ûoisièmec hapitre .............1..6 3
CONCLUSIONG ENERALE ..........1. 65
ANNEXES.. ........167
REFERENCEBST BLTOGMPHTQUES. .............263
LISTED ESF IGURES. ...275
LISTED EST ABLEAUX ...................279
LISTED ESA NNEXES ...281
TABLED ESM ATIERES ..................283
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INTRODUCTIONG ENERALE
INTRODUCTION GENERALE
Les mouvements de terrain occupent une place de choix parmi les phénomènes naturels
générateurs de risques. Ils se déclenchent préferentiellement dans des zones où prédominent des
conditions d'équilibre des sols relativement précaires ct sont le plus souvent aggravés par des
sollicitæions hydrauliques, sismiques ou anthropiques. Leurs effets sont parfois catastrophiques et leur
prévention apparaît aujourd'hui en France et dans plusieurs autres pays conme une nécessité
s'inscrivant dans une politique globale de réduction des risques naturels.
Le ûavail entrepris dans cette thèse tente d'éclairer sous un angle nouveau la perception du risque
mouvements de terrain et s'insèred onc dans le cadre géneral de cette prévention. Il est structuré autour
"r,ulnérabilité",
de la notion de concept peu exploré, tant sur le plan fondamental qu'au niveau de ses
applications,q ui concerned irectementl a prévision des conséquencedse s phénomènesn aturels.
Toute la difficulté de la démarche enteprise est d'adapter ce concept de vulnérabilité à une évaluation
quantitative des pertes pressenties.C ela nécessite dans un premier temps de redéfinir et d'adapter les
concepts propres aux analysesd e risque au cas spécifique des mouvements de terrain, d'extraire ensuite
un maximum d'informations de cas historiques, de manière à pallier les carences existantes en matière
de données statistiques sur les dommagesi mputables aux mouvements de terrain, puis d'établir, grâce à
ce retour d'expérience,d esp ropositionsm éthodologiques.
Le premier chapitre de ce travail est donc consacré d'abord à une adaptation des concepts propres aux
analysesd e risques. Les notions de risque encouru, spécifique et global y sont redéfinies dans une
perspective génerale et théorique de prise de décision. On essaied e montrer ensuite que la définition de
la vulnérabilité retenue est une composantef ondamentale de I'appréciation quantitative du risque et en
quoi elle se démarque d'approchese xistantesp lus qualitatives. On en propose ensuite une structuration
en composantes principales qui servira de base, dans le chapite III, à des développements
méthodologiquesd 'évaluationd u risque.
La suite de ce chapitre met I'accent sur les réalités du risque mouvements de terrain, en proposant une
description détaillée et illustrée par de nombreux exemples historiques, de la diversité des phénomènes
considérés, de leurs conséquencesh umaines ou économiques et de I'importance des phénomènes
induits.
Le second chapitre illustre quelques unes des composantes de la vulnérabilité. On étudie pour cela la
diversité des dommages générésp ar des mouvements de terrain au moyen de différentes procédures de
recueil de données et d'observations. Cette étude repose sur trois analyses en retour de cas récents : la
catastrophe de la Josefina survenue en Equateur et les événementsf rançais du Diois et de la Salle-en-
Beaumont. Ces analyses portent non seulement sur la diversité des dommages, préjudices et
dysfonctionnement apparus mais également sur la nature des phénomènesi mpliqués, leur distribution,
leur intensité et leur éventuel enchaînement. A I'issue de ces dernières, un certain nombre
d'enseignementsv iennent enrichir notre connaissanced u thème de la wlnérabilité en portant
',
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INTRODUCTIONG ENERALE
notarnment des éclairages nouvearx sur les notions de processus et de modes d'endommagement
propres aux mouvements de terrain.
beJ analysesr épondent à un besoin primordial de voir se développer en matière de mouvements de
terrain de véritables constats d'endommagement ainsi que des bilans consolidés d'événements
dispersés.
Dans le troisième chapitre on tente de développer une méthodologie d'évaluation de la vulnérabilité
censee s'appliquer à I'ensemble des phénomènes de mouvements de terrain. Elle repose $r une
tentative de quantification du concept lui-même en reprenant les basest héoriques de sa définition et en
mettant à profit un certain nombre d'informations tirées des constats d'endommagement. Cette
quantificatiôn passe par une réflexion sur les notions d'intensité des phénomènes et de modes
d'endommagement des éléments qui y sont exposés. Elle s'articule autour de matrices dites
d'endommagement,c oeur même de la méthodologie.
Le principe méthodologique est ensuite appliqué sur quelques cas fictifs en guise d'illustration.
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CHAPITREI : CONCEPTSE T REAUTES
CIIAPITRE I
CONCEPTSE T REALITES
DU RISQUE GENERE PARLES MOT]WMENTS
DE TERRAIN
7. Introduction
Les mouvements de terrains sont des phénomènes ûéquents et dispersés qui se caractérisent par une
grande diversité. Leurs manifestations sont parfois lourdes de conséquences,a ussi bien sur le plan
humain que matériel. Que ces phénomènes soient déclarés ou potentiels, la préoccupation première des
aménageurse st d'en limiter les effets potentiels. La stratégie de prévention alors mise en oeuvre repose
sur des notions et concepts hérités dans le meilleur des cas, des analysesd ites de risque.
Ce chapine premier mène tout d'abord une réflexion approfondie et une structuration illustrée de ces
notions et concepts, tels qu'ils peuvent être appliqués notamment au c:N spécifique des phénomènesd e
mouvements de terrain. Il étudie en particulier le concept de vulnérabilité, notion fondamelrtale
permettant de décrire ce que sera I'effet dommageable d'un phénomène pressenti. La définition qui en
est proposée s'intègre dans une formalisation théorique et analytique du risque et de la prise de
décision. Le but est d'arriver à quantifier la vulnérabilité et donc le risque pour différents scénarios, et
d'apprécier ainsi I'opportunité, notamment économique, des stratégiesd e prévention proposéesp our un
niveau d'acceptabilité donné de ce risque.
La suite de ce chapiûe est consacrée à la présentation des réalités du risque mouvements de tenain.
Après une descripton détaillée de 1a diversité des phénomènes mis en jeu, il illustre limpact
économique et humain de ces phénomènes dans le monde, et de manière plus détaillée en France. Il
s'achèves ur la description des principaux phénomènes induits que peuvent générer les mouvements de
terrain.
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CHAPITREI : CONCEPTSE T REALITES
2. Etat desc onceptsp ropres aux analysesd e risqae
2.1.P résentation
Les analyses de risque technologique ou naturel, font appel à un certain nombre de concepts et
notions apparemment bien établis mais auxquels conespondent souvent des divergences de définition
qui peuvent devenir déroutantesp our le néophlte et même pour le spécialiste.
Or il semble primordial, en cette décerurie consacrée à la prévention des catastrophesn aturelles (c/
Boutros-Ghati, 1994), d'adopter un vocable commun indispensable à toute tentative d'harmonisation
des politiques internationales de prévention et de gestion des risques naturels.
Malgré des efforts de définition qui vont dans ce sensl et qui mettent un terme à des annéesd e laxisme
sémantique, il a paru important dans ce chapitre de rappeler quelques unes de ces notions, et
d'approfondir, redéfiiir et illusfier tout particulièrement les concepts fondamentaux de risque et de
vulnérabilité.
Cette réflexion permet de commencer à structurer ce fiavail de thèse et de montrer sous quel angle on
va exploiter ces concepts: en I'occu:rences ous des aspectsm éthodologiques.
2.2. Le conceptd e risque
2.2.1. Au sens commun
Le terme de risque a été popularisé par les médias depuis un certain nombre d'années déjà
notamment du fait de certaines menaces tecbnologiques apparuesa vec le développement de l'énergie
nucléaire et des premières analysesd e risque qui en ont découlé (c/ Rasmussen, 1974).
"péril
Sa définition la plus précise et concise apparaît dans le dictionnaire Litfé : dans lequel enfre
I'idée de hasard".
Il faut retenir de cette définition littéraire I'idée d'événementd ommageable, de danger, de péril, de perte
et celle d'aléa.
En résumé, ce terme recouwe une dualité fondamentale réunissantd eux notions indépendantes,c elle de
perte et celle de probabilité. Cette probabilité traduisant les chances qu'a le phénomène de se
matérialiser.
Certains glissements de sens apparaissentd ans le domaine des sciencesd e la terre avec I'emploi abusif
du terme "Risque naturel" qui semble être le plus souvent la mauvaise traduction du terme anglo-saxon
"Geologieal hazard'2 qui pour sa part a un sensb eaucoupp lus précis en désignantI 'aspecta léatoired u
phénomène naturel dommageable (l'aléa en français), donc sa probabilité d'occurrence.
1 Voir en particulier le glossairem ultilingue (350 termes),r elatif à la gestion des catasûophese t preparéd ans le
cadre de la décenniei nternationaled e la prévention des catastrophesn aturelles( DIPCN) par le dépademendt es affaires
humanitairesd e I'IINDRO (Godefroye t al,1992).
2 De nombreusesé tudest echniquesd, ont en particulier les célèbresP lans d'Exposition aur Risques( P.E.R.),l es
"risque
cartesZ .E.R.M.O.S.o u certainsi nventairesd épartementauxc,o mportenlte générique naturel"a lors qu'ellesp ortent le
olus souvents ur I'analvsed ess eulsa léas.
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CHAPITREI : CONCEPTSE T REAUTES
On considéreraq ue le tenne de Risque encouru est préférable au terme de risque tout seul ou de
risque naturel, car il traduit mieux I'aspectv irtuel des pertes attenduesp ar une communautéo u une
société donnée exposée à un phénomène potentiellement domrnageable.I l s'agit bien du risque de
perdre quelquec hose,q ue cettep ert€ soit humaine, économiqueo u de tout autre nature.
Le risque apparaît donc là où il y a possibilité de voir se manifester un phénomène naturel
dommageable et où existent des éléments susceptibles d'être endommagés. Il en découlera une
politique appropriée de prévention et de gestion mettant en oeuwe des stratégiesp articulières de
réduction ou d'élimination de ce risque aprèsu ne évaluation consensuelled e son niveau d'acceptabilité
(Asté,1 994b).
2.2.2.A u senst héorique
Si on arrive à quantifier les deux notions de pertes et de probabilité d'occunencep endantu ne
période donnée, on peut exprimer le risque cofirme le produit des deux, ce.qui correspond à la
définition de I'espérancem athématique( Canceill, 1983). Le risque se traduit alors comme I'espérance
mathématique des pertes ou du dommage.
Ce principe est à peu près admis par un certains nombre d'organisations (C.C.E., Ministère de
I'environnementU., .N.E.S.C.O.-U.N.D.R.O.)m, ais son applications embled ifficile notarnmendt ansl e
cas de phénomènesn aturelsc omplexest els que les mouvementsd e terrain.
Cela tient à premièrev ue à la difficulté :
- d'unep art de comptabiliserd ans une même unité les vies humainesp erdues,l es biens détruits,
les atteintesà I'environnement,l es prejudices sociaux, etc. ,
- d'autre part d'affecter à ces phénomènes une probabilité d'occurrence du fait de la
méconnaissancee t de la complexité des mécanismesm is enj eu.
Cependant,p uisque I'espérancem athématiquer end compte en théorie de la notion de risque,
on peut essayer d'adapter cette définiûon au cas des phénomènesd e mouvements de terrain. On
propose ci-dessousu ne tentative de formulation analytique du risque qui reprend les basesd e celle
avancéep ar Varnes (1984), précurseure n la matière. Cette spéculationp urement théorique permet de
structurerc e concept et d'en dégagerl es composantesf ondamentalesq u'il faudra par la suite considérer
pour toute tentatived 'évaluationq uantitative( c/ chap. III).
En supposantu n élément exposé donné, le risque encouru par cet élément peut être appelé Risque
spécifique ou unitaire (Rs) par opposition au Risque global (Rg) encouru par une communauté
donnéec onstituéed 'un ensembled e ces élémentse xposés.
"d'élément
Notons au passageq ue le terme exposé" est préferable à son équivalent anglo-saxon
"élément
à risque" (" elementa t risk", selon Varnes, 1984) qui introduit trop prématurémentla notion
de risque.
-il-
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CHAPITREI : CONCEPTSE T RE4UTES
2.2.2.1N. otiond er isques pëcifique
On proposel a définition du risque spécifiques uivanteq ui peut se définir commeI 'espérance
mathématiqudee I'endommagemedn'ut né lémenet xposéd onné( fig.I.1):
Rs : -fct (Po, Pa, Pp) " D
Po : probabilitéd 'occr:rrenced u phénomène;
Pa : probabilitép our quel e phénomènea tteigneI 'emplacemendt e l'élémente xposé;
Pp : probabilitép or:r quel 'élémente xposés oit présenta u momento ù le phénomèneI' atteint;
et D : niveaud 'endommagemep,lrott entield e l'élémente xposés i le phénomèneI'a tteint
(vulnérabilité au senss trict).
La mesured e ce risque spécifique,à établir pour une période de retour donnée,s 'effectues u
une échelled e valeursc omprisese ntre0 et 1 valablea ussip our chacuned e cesc omposantesL.a valeur
0 correspondà un risquen ul (par exemplee n plein désertp uisqueD : 0 du fait de I'absenced 'élément
exposé)e t la valeur 1 etantr éservéeà un risquet otal.
E :élémenteryosé Pd : probabilitéd 'occunenced \m faoteurd écleûohant
O :phénomèned 'inteositéd onnée Fp : facteursp ermane.nts
Rs : risques pécifiqæ Po : probabilté d'occunenced u phénomène
Rg : risqueg lobal encounr Pa : pnobabilitéd 'atteinæd e lélément exposép ar le phénomène
Pp : probabilitéd e pésenced e l'élémente xposé
----+ :exænsionPrévisible D : nirrcaud 'endommagemepnot tentield e l'élémento tposé
' oupnonomene V : valew initiale de l'élémente xposé
Figure I.l - Illustrationd esd i{ferentesc omposanteesn trantd ansl a défrnitiona nalytiqued u risque
: applicationa u casd esp hénomènedse mouvementds e terrain.
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